Относителна плътност на газовете

Относителната плътност (δ) се дава от коефициента между абсолютните плътности на два газа при същите условия на температура и налягане.

Да предположим, че имаме газ 1 и газ 2, така че относителната плътност ще бъде:

δ₁₂ = д₁
д₂

Имайте предвид, че относителната плътност няма единство, тъй като е чисто число, което само показва колко пъти един газ е повече или по-малко плътен от друг. Тъй като това е просто чисто число, то не се влияе от промени в температурата и налягането. Важно е обаче тези две количества да са еднакви за двата газа.

Имаме, че плътността е съотношението на масата към обема, заета от газа (d = m / V). И така, можем да заменим тази връзка във формулата по-горе:

δ₁₂ = д₁
д₂
δ₁₂ = м₁/ V₁
м₂/ V₂

В CNTP (нормални условия на температура и налягане) всеки газ заема обем от 22,4 L. И така, в този случай V₁ = V₂, които могат да бъдат заменени във формулата по-горе.

δ₁₂ = м₁
м₂

Относителната плътност е пропорционална на масите на газовете.

Нека разгледаме пример за това как да определим относителната плътност:

Пример: Какви са относителните плътности на два газа A и B, знаейки, че:

Газ A: m = 33g и V = 11 L;

Газ B: m = 24,2 g и V = 12,1 L.

Резолюция:

д_НА = м = 33g = 3 g / L
V 11L

д_Б. = м = 24.2g = 2 g / L
V 12.1L

δ_AB = д_НА
д_Б.
δ_AB = 3 g / L
2 g / L
δ_AB = 1,5

Също така можем да свържем относителната плътност с уравнението за състоянието на газа (PV = nRT), както е обяснено в текста Абсолютна плътност на газа, Ние трябва да:

d = PM
RT

Тогава:

д₁ = PM₁
RT

д₂ = PM₂
RT

д₁= PM₁/RT
д₂ PM₂/RT

д₁ = М₁
d2_Б. М₂

Не спирайте сега... Има още след рекламата;)

Имайте предвид, че относителната плътност е пропорционална на моларните маси на газовете, това означава, че в сравнително изражение, колкото по-голяма е моларната маса на даден газ, толкова по-голяма е плътността му. Например, моларната маса на въздуха е 28,96 g / mol, тази на хелиевия газ е 4 g / mol, а тази на въглеродния диоксид е 44 g / mol.

Това означава, че плътността на хелиевия газ спрямо въздуха е по-ниска. Ето защо, когато напълните балон с хелий газ и го пуснете, той има тенденция да се издига. От друга страна, въглеродният диоксид е по-плътен от въздуха, така че когато напълним балон с „въздуха“ от дробовете си, ние всъщност пълним балона с въглероден диоксид. По този начин, ако пуснем балона във въздуха, той ще има тенденция да пада.

Ако балон, съдържащ газ с моларна маса по-малка от 28,96 g / mol, се пусне във въздуха, той ще се издигне; но ако е по-голям, ще падне

Като разглеждаме въздуха (който е смес от газове) като еталон, имаме, че относителната плътност на всеки газ спрямо него може да бъде дадена по формулата:

δ_въздух = _М_
28,9
М = 28,9. δ_Ther

Ако еталонният газ е друг, просто заменете съответните им стойности. Например, в случай на водороден газ, неговата моларна маса е 2 g / mol, така че имаме:

δ_Н2 = _М_
2

М = 2. δ _Н2

* Редакционен кредит: Кийт Бел / Shutterstock.com

От Дженифър Фогаса
Завършва химия

Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:

FOGAÇA, Дженифър Роча Варгас. „Относителна плътност на газовете“; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.

Газове

Какво представляват газовете, какви са свойствата на газовете, молекулярни съединения, сгъстимост, фиксиран обем, кинетична енергия средна, абсолютна температура на газ, идеален газ, реални газове, перфектен газ, променливи на състоянието на газа, обем на газ, сезони